Dag allemaal,
Begin mei nam ik deel aan een cursus in Stockholm waarin de allernieuwste laboratoriumtechnieken op het gebied van het meten van de activiteit van genen in weefsels werden besproken. Eén van deze technieken was in situ sequencing (ISS). In situ betekent letterlijk ‘op zijn plaats’ en sequencen staat voor het uitlezen van DNA. Op ons DNA liggen genen, deze bevatten de informatie. Met ISS lezen we de activiteit van genen af terwijl de ruimtelijke informatie behouden wordt, oftewel: je meet gen activiteit op de plek in het weefsel waar de genen actief zijn. Deze ISS techniek gebruiken wij als aanvulling op onze spatial transcriptomics data (zie blog 1, blog 4 en blog 14). Bij wetenschappelijk onderzoek is het belangrijk dat je resultaten met een andere, onafhankelijke methode bevestigd.
Maar hoe werkt in situ sequencing en hoe zien de resultaten eruit?
Allereerst worden aan een dun plakje weefsel zogenoemde probes toegevoegd. Deze korte stukjes DNA binden aan een specifiek deel van het DNA (een gen) dat al aanwezig is in het weefsel (figuur 1; in het blauw het deel waar de probe aan het DNA bindt). In de volgende stap van de procedure wordt de probe meerdere keren gekopieerd. Bij elke kopieercyclus wordt er een fluorescent label toegevoegd dat kan binden aan een specifiek deel van de probe. Door deze kopieercycli wordt het fluorescente signaal versterkt en kunnen we gen activiteit detecteren, bijvoorbeeld de activiteit van het myeline gen in een stukje hersenweefsel. Myeline is het vettige stofje dat zenuwcellen in de hersenen omgeeft en beschermt, en zorgt ervoor dat signalen tussen hersencellen goed en makkelijk kunnen worden doorgegeven.
Figuur 1. Schematische weergave van de in situ sequencing techniek. Een probe bindt aan een specifiek deel van het DNA. Deze probe wordt meerdere malen gekopieerd. Bij elke kopieercyclus wordt een fluorescent label toegevoegd waardoor het signaal van de gen activiteit wordt versterkt.
In figuur 2 zien we het resultaat van de MBP probe. Groen betekent: er is activiteit van het gen MBP. Links zien we een stukje hersenweefsel van een persoon zonder MS. In het midden en rechts zien we twee stukjes hersenweefsel van mensen met MS, waarbij er duidelijk te zien is dat er op een bepaalde plek in het weefsel geen/verminderde activiteit is van het myeline gen, aangegeven met de stippellijn (figuur 2). Deze plekken zonder activiteit van het myeline gen worden laesies genoemd. Hier heeft afbraak van myeline, ook wel demyelinisatie genoemd, plaatsgevonden.
Figuur 2. In situ sequencing plaatjes van het gen MBP (groen) in hersenweefsel van een persoon zonder MS (links) en personen met MS (midden en rechts). Elk groene stipje geeft aan dat er MBP activiteit is in het weefsel. Met de stippellijn zijn laesies 1 en 2 weergegeven. In de laesies komt het gen MBP, wat codeert voor een myeline eiwit, in mindere mate tot uiting. Witte schaalbalk = 500 µm.
Met de resultaten van het MBP gen laat ik jullie de werking van de techniek zien, omdat het inzicht geeft in hoe we deze techniek in ons lab gebruiken. Met deze techniek is het ook mogelijk om activiteit van meerdere genen tegelijkertijd te meten in een stukje weefsel. Hierdoor kunnen we bijvoorbeeld zien op welke locatie de ontstekingscellen aanwezig zijn; liggen deze in de laesie of er om heen? Dit geeft ons informatie over het type MS laesie.
Groet,
Marion
Reactie plaatsen
Reacties